集成3d打印技術(shù)的盾構(gòu)機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及盾構(gòu)施工技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，國內(nèi)盾構(gòu)隧道得到了迅猛發(fā)展，包括地鐵、公路、市政、鐵路、輸水、輸氣等行業(yè)。目前盾構(gòu)隧道修建原理主要是:在盾構(gòu)機盾殼的保護(hù)下進(jìn)行地層開挖和管片襯砌拼裝，隧道襯砌結(jié)構(gòu)均采用的是預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)，在場外需要建設(shè)大規(guī)模臨時性的管片預(yù)制廠，依靠專用車輛將管片運輸至隧道內(nèi)部進(jìn)行現(xiàn)場拼裝。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的盾構(gòu)機的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，它包括呈圓柱狀的殼體2，殼體2的軸向前端設(shè)置有由各種刀具組合而成的切削裝置1，在殼體2內(nèi)設(shè)置有用于推動盾構(gòu)機前進(jìn)的動力裝置5，在殼體2的軸線后部安裝有管片拼裝機4，殼體2的側(cè)壁后方為由預(yù)制管片3拼接成的施工空間，該施工空間的前部貼設(shè)在殼體2內(nèi)壁，管片拼裝機4即設(shè)置在施工空間與殼體2的拼接處，施工空間的后部向后方延伸，在施工空間內(nèi)設(shè)置有用于控制動力裝置5及管片拼裝機4的操作平臺6、管片拼裝運輸橋架8和管片運輸車7，管片運輸車7從已拼接好的盾構(gòu)隧道處將管片運輸至拼裝運輸橋架8上，拼裝運輸橋架8將管片運至管片拼裝機4處，管片拼裝機4將管片拼裝到施工空間的前部，拼接完成后，動力裝置5驅(qū)動盾構(gòu)機前移至下一行程，依次完成管片拼裝。
[0004]上述施工不足之處在于:
[0005]I)管片是在臨時建設(shè)的管片預(yù)制廠制造的，臨時建設(shè)的管片預(yù)制廠需要占用大量土地，特別是在城市中修建盾構(gòu)法隧道，場地資源非常奇缺，租用成本較高；
[0006]2)管片需要通過專業(yè)車輛(管片運輸車)運輸至隧道開挖面附近，運輸路徑長，效率低，如采用汽車運輸時，還會污染隧道內(nèi)的環(huán)境，需要設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，增大施工成本；
[0007]3)盾構(gòu)機需要配置管片安裝拼裝機4及相應(yīng)的拼裝運輸橋架8，機體非常長，盾構(gòu)始發(fā)需要的明挖段長，建設(shè)成本增高。
[0008]4)預(yù)制管片拼裝盡管使用了機械臂，但是仍舊需要人工操作控制，拼裝精度要求高，勞動強度大，拼裝效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機，它可以在隧道內(nèi)部制造出一體化隧道結(jié)構(gòu)，無須建設(shè)大型管片場和進(jìn)行管片的長距離運輸，具有施工速度快、效率高及勞動強度低的特點。
[0010]本實用新型的技術(shù)方案為:一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機，包括呈圓柱狀的殼體，所述殼體的軸向前端設(shè)置有切削裝置，所述殼體內(nèi)設(shè)置有用于推動盾構(gòu)機前進(jìn)的動力裝置，所述殼體軸向后方設(shè)置有用于控制動力裝置的操作平臺，其特征在于:所述殼體軸向后端設(shè)置有打印機系統(tǒng)，所述3D打印機系統(tǒng)包括具有旋轉(zhuǎn)功能的安裝軸，所述安裝軸的外圓周面上固定設(shè)置有若干個均勻布置的3D打印機，所述3D打印機以安裝軸為旋轉(zhuǎn)中心并沿安裝軸外圓周面移動，并可在隧道內(nèi)壁制造一體化隧道結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選地，所述安裝軸沿軸線設(shè)置有通孔，以用于安裝盾構(gòu)機的輔助設(shè)備。
[0012]優(yōu)選地，所述3D打印機的輸入材料為金屬、陶瓷或其他高強度復(fù)合材料，所述3D打印機的輸出管片類型為箱型管片；拼接后，相鄰箱型管片之間設(shè)置有肋板，箱型管片內(nèi)壁饒筑有混凝土內(nèi)襯。
[0013]本實用新型的一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機，可通過3D打印機系統(tǒng)在盾構(gòu)機內(nèi)部噴制管片，取消【背景技術(shù)】中管片的運輸和管片的拼裝工序，以提高施工效率，并可以降低勞動強度和施工成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為現(xiàn)有盾構(gòu)機的基本配置示意圖；
[0015]圖2為圖1中A-A剖面示意圖；
[0016]圖3為本實用新型的配置示意圖
[0017]圖4為圖3中B-B剖面示意圖
[0018]圖5為本實用新型的箱型管片襯砲不意圖；
[0019]圖6為本實用新型箱型襯砌+后澆混凝土內(nèi)襯示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0021 ] 參考圖3及圖4，本實施例的一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機，包括呈圓柱狀的殼體2，殼體2的軸向前端設(shè)置有切削裝置1，殼體2內(nèi)設(shè)置有用于推動盾構(gòu)機前進(jìn)的動力裝置5，殼體2軸向后方設(shè)置有用于控制動力裝置5的操作平臺6，相比于【背景技術(shù)】所公開的盾構(gòu)機，本實施例取消了管片拼裝機4、管片拼裝運輸橋架8和管片運輸車7，只在殼體2軸向后端設(shè)置有3D打印機系統(tǒng)9，3D打印機系統(tǒng)9包括具有旋轉(zhuǎn)功能的安裝軸9.1，安裝軸9.1的外圓周面上固定設(shè)置有若干個均勻布置的3D打印機9.2，3D打印機9.2以安裝軸9.2為旋轉(zhuǎn)中心并沿安裝軸9.2外圓周面移動，在隧道內(nèi)壁生產(chǎn)一體化隧道結(jié)構(gòu)。相比于【背景技術(shù)】，本實施例可通過3D打印機系統(tǒng)通過計算機中設(shè)計好的盾構(gòu)襯砌數(shù)字模型，實現(xiàn)自動在盾構(gòu)機內(nèi)部噴制管片，無須建設(shè)大型管片場和進(jìn)行管片的長距離運輸，具有施工速度快、效率高及勞動強度低的特點。
[0022]本實施例的安裝軸9.1沿軸線設(shè)置有通孔，以用于安裝盾構(gòu)機的輔助設(shè)備。
[0023]3D打印機9.2的輸入材料為金屬、陶瓷或其他高強度復(fù)合材料，3D打印機的輸出管片類型為箱型管片13 ;拼接后，相鄰箱型管片13之間設(shè)置有肋板14，以增強隧道的結(jié)構(gòu)剛度，為了增強隧道的使用效果，本實例可以在箱型管片13內(nèi)壁澆筑一層混凝土內(nèi)襯15。
[0024]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型的結(jié)構(gòu)做任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機，包括呈圓柱狀的殼體(2)，所述殼體(2)的軸向前端設(shè)置有切削裝置(I)，所述殼體(2)內(nèi)設(shè)置有用于推動盾構(gòu)機前進(jìn)的動力裝置(5)，所述殼體(2)軸向后方設(shè)置有用于控制動力裝置(5)的操作平臺(6)，其特征在于:所述殼體(2)軸向后端設(shè)置有3D打印機系統(tǒng)(9)，所述3D打印機系統(tǒng)(9)包括具有旋轉(zhuǎn)功能的安裝軸(9.1)，所述安裝軸(9.1)的外圓周面上固定設(shè)置有若干個均勻布置的3D打印機(9.2)，所述3D打印機(9.2)以安裝軸(9.2)為旋轉(zhuǎn)中心并沿安裝軸(9.2)外圓周面移動，在隧道內(nèi)壁生產(chǎn)一體化隧道結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機，其特征在于:所述安裝軸(9.1)沿軸線設(shè)置有通孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機，其特征在于:所述3D打印機(9.2)的輸入材料為金屬、陶瓷或其他高強度復(fù)合材料，所述3D打印機的輸出管片類型為箱型管片(13);拼接后，相鄰箱型管片(13)之間設(shè)置有肋板(14)，箱型管片(13)內(nèi)壁澆筑有混凝土內(nèi)襯(15)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種集成3D打印技術(shù)的盾構(gòu)機，包括殼體，殼體的軸向前端設(shè)置有切削裝置，殼體內(nèi)設(shè)置有動力裝置，殼體軸向后方設(shè)置有操作平臺，殼體軸向后端設(shè)置有3D打印機系統(tǒng)，3D打印機系統(tǒng)包括具有旋轉(zhuǎn)功能的安裝軸，所述安裝軸的外圓周面上固定設(shè)置有若干個均勻布置的3D打印機，3D打印機以安裝軸為旋轉(zhuǎn)中心并沿安裝軸外圓周面移動，在隧道內(nèi)壁生產(chǎn)一體化隧道結(jié)構(gòu)。本實用新型可以在隧道內(nèi)部制造出一體化隧道結(jié)構(gòu)，無須建設(shè)大型管片場和進(jìn)行管片的長距離運輸，具有施工速度快、效率高及勞動強度低的特點。
【IPC分類】E21D11/10, E21D9/06, B22F3/00
【公開號】CN204716249
【申請?zhí)枴緾N201520438050
【發(fā)明人】韓向陽, 肖明清, 薛光橋, 龔彥峰, 鄧朝輝, 劉浩, 孫文昊
【申請人】中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月24日